JP2014145810A

JP2014145810A - 光モジュール

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Publication number: JP2014145810A
Application number: JP2013012900A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sunaga; 義則須永; Mitsuki Hirano; 光樹平野; Hironori Yasuda; 裕紀安田; Hiroshi Ishikawa; 浩史石川
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-08-14
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Abstract

【課題】光電変換素子と光結合部材との位置合わせを高精度に行うことができる光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュール１は、導体パターン４３が形成された配線基板４と、配線基板４に実装された光電変換素子６１と、光電変換素子６１と光ファイバ８とを光学的に結合する光結合部材１１とを備え、配線基板４は導体パターン４３によって第１の凹部４１及び第２の凹部４２を形成し、第１の凹部４１及び第２の凹部４２と光結合部材１１とを係合させることにより、光結合部材１１を配線基板４に対して位置決めする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光によって信号を送信、受信、又は送受信する光モジュールに関する。

従来、基板に実装された光電変換素子、及び光電変換素子と光ファイバとを結合させる光結合部材を備えた光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の光モジュールは、光結合部材としてのレンズブロックが位置決めのための突起壁を有し、この突起壁が基板の嵌合孔に嵌合することで、レンズブロックが基板に位置決め及び固定されている。レンズブロックはまた、光ファイバの端面に対向するファイバ側レンズアレイと、光電変換素子に対向する光素子側レンズアレイとを一体に有している。

光電変換素子は、レンズブロックとの間に基板を挟んで基板の部品実装面（レンズブロックとの対向面の反対側の面）に実装されている。光電変換素子が受光素子である場合、光ファイバから出射した光は、ファイバ側レンズアレイからレンズブロック内に入射し、レンズブロックの反射面で内部反射して光素子側レンズアレイから光電変換素子に向かって出射される。また、光電変換素子が発光素子である場合、光電変換素子から出射された光は光素子側レンズアレイからレンズブロック内に入射し、レンズブロックの反射面で内部反射してファイバ側レンズアレイから光ファイバに向かって出射される。

特開２０１０−１２２３１１号公報（明細書段落［００４２］、図１、図５）

光電変換素子と光結合部材との位置合わせは、例えば数μｍ単位での高い精度が求められる。このような高精度の位置合わせは、上述したような突起と孔との嵌合によってもなお難しいものであり、光電変換素子と光結合部材との位置合わせをより高精度に行うことができる技術が望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光電変換素子と光結合部材との位置合わせを高精度に行うことができる光モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体パターンが形成された基板と、前記基板に実装された光電変換素子と、前記光電変換素子と光ファイバとを光学的に結合する光結合部材とを備え、前記基板は前記導体パターンによって係合部を形成し、該係合部と前記光結合部材とを係合させることにより、前記光結合部材を前記基板に対して位置決めする光モジュールを提供する。

本発明に係る光モジュールによれば、光電変換素子と光結合部材との位置合わせを高精度に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの一例を示す断面図である。配線基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。第１の実施の形態の変形例に係る光モジュールを示し、（ａ）は構造の一例を示した断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態の変形例に係る配線基板の形成過程を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールの一例を示す断面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの一例を示す断面図である。

（光モジュール１の構成）
この光モジュール１は、図１に示すように、支持部材としての支持基板７に搭載されて使用される。支持基板７は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施した板状の基材に配線パターンを形成したガラスエポキシ基板である。支持基板７には、図略のＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶素子等の電子部品が搭載され、光モジュール１に装着される光ファイバ８を伝送媒体とする光通信により、他の電子回路基板又は電子装置との間で信号を送信、受信、又は送受信する。

光モジュール１は、板状の基材４０に導体パターン４３を形成してなる配線基板４と、配線基板４に実装された光電変換素子６１と、光電変換素子６１に電気的に接続された半導体回路素子６２と、光電変換素子６１と光ファイバ８とを光学的に結合する光結合部材１１とを備えている。

配線基板４は、例えばポリイミド（ＰＩ）等の柔軟性を有するフィルム状の絶縁体からなる基材４０の表面４０ａに、導電性の金属箔からなる導体パターン４３が形成された弾性変形可能なフレキシブル基板である。

導体パターン４３は、例えば銅箔をエッチングすることにより形成され、その厚みは１００μｍ前後である。基材４０は、その厚みが例えば５０μｍ〜１００μｍである。基材４０の表面４０ａには、導体パターン４３によって形成された係合部としての第１の凹部４１及び第２の凹部４２が設けられている。光電変換素子６１及び半導体回路素子６２は、導体パターン４３上に実装され、第１の凹部４１及び第２の凹部４２の間に配置されている。

配線基板４は、一端部に形成された嵌合部４４が支持基板７の上面７ａに固定されたメスコネクタ６３に挟持されている。嵌合部４４は、支持基板７に平行な方向からメスコネクタ６３に嵌合される。メスコネクタ６３に収容された複数の接続端子６３０は、その一端が導体パターン４３に接続され、他端が支持基板７の上面７ａに実装された図略の電極に接続されることにより、配線基板４と支持基板７の電極とが電気的に接続されている。

また、配線基板４は、嵌合部４４がメスコネクタ６３に嵌合することにより、メスコネクタ６３と光結合部材１１との間で湾曲している。配線基板４は、この弾性変形によって発生する復元力により基材４０が光結合部材１１に押し付けられている。

光結合部材１１には、配線基板４に向かって突出し、第１の凹部４１に係合する第１の突起２１、及び配線基板４に向かって突出し、第２の凹部４２に係合する第２の突起２２が形成されている。光結合部材１１は、第１の突起２１と第１の凹部４１との係合、及び第２の突起２２と第２の凹部４２との係合によって配線基板４に対して位置決めされている。光結合部材１１及び配線基板４は、例えばアクリル樹脂等の接着剤で接着固定されている。

光結合部材１１は、第１の突起２１及び第２の突起２２が形成された面が、導体パターン４３上に実装された光電変換素子６１及び半導体回路素子６２側に面して配置されている。つまり、光結合部材１１は、配線基板４の光電変換素子６１及び半導体回路素子６２が実装された側の面（基材４０の表面４０ａ）に形成された第１の突起２１及び第２の突起２２が、導体パターン４３の端面４３ａに係合している。

光電変換素子６１は、電気信号を光信号に変換し、又は光信号を電気信号に変換する素子である。前者の発光素子としては、例えばレーザーダイオードやＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等が挙げられる。また、後者の受光素子としては、例えばフォトダイオードが挙げられる。光電変換素子６１は、光ファイバ８に向けて光を出射又は光ファイバ８からの光を入射するように構成されている。

光電変換素子６１が電気信号を光信号に変換する素子である場合、半導体回路素子６２は、電子回路基板側から入力される電気信号に基づいて光電変換素子６１を駆動するドライバＩＣである。また、光電変換素子６１が受光した光信号を電気信号に変換する素子である場合、半導体回路素子６２は、光電変換素子６１から入力される電気信号を増幅して電子回路側に出力する受信ＩＣである。

光モジュール１は、光ファイバ８の延伸方向（支持基板７に対して平行な方向）に沿った全長が例えば５．０ｍｍ〜８．０ｍｍである。

（光結合部材１１の構成）
光結合部材１１は、光ファイバ８が装着されたプラグ３と、プラグ３が嵌合される直方体状のレセプタクル２とから構成されている。プラグ３は、光ファイバ８の端部を収容する円筒状の収容部３２が形成された本体部３１と、光ファイバ８を伝搬する光を入射又は出射する第１のレンズ３３とを有している。光ファイバ８を伝搬する光を集光するレンズ部１３は、第１のレンズ３３、及び後述する第２のレンズ２５から構成されている。光ファイバ８は、その端面８ａが第１のレンズ３３に対向するように収容部３２内に収容されている。

レセプタクル２は、透明な樹脂からなり、プラグ３が収容される収容穴２３が形成された本体部２０と、収容穴２３の終端に設けられた第２のレンズ２５と、プラグ３を固定する固定部２７と、支持基板７に形成された嵌合穴７０に嵌合する突部２６とを有している。

収容穴２３は、プラグ３が収容される第１筒部２３１と、第２のレンズ２５が設けられた第２筒部２３２とを一体に有している。第２筒部２３２の内径は、第１筒部２３１の内径よりも小さく形成されている。これにより、第１筒部２３１と第２筒部２３２との間には、段差面２３ａが形成されている。プラグ３は、第１のレンズ３３が設けられた側の端面３１ａが段差面２３ａに突き当てられ、固定部２７によって固定される。固定部２７は、本体部２０の配線基板４とは反対側の端面２０ａから光ファイバ８の延伸方向に平行な方向に延在する延在部２７１と、延在部２７１の端部に形成された係止部２７２とを有する。プラグ３は、固定部２７の係止部２７２がプラグ３における端面３１ａとは反対側の端面３１ｂに係止することにより、レセプタクル２に固定されている。

本体部２０には、固定部２７が設けられた端面２０ａとは反対側の端部に、第１の突起２１及び第２の突起２２と、光電変換素子６１及び半導体回路素子６２を収容するための収容空間２４とが形成されている。収容空間２４は、第１の突起２１と第２の突起２２との間に形成されている。

第２のレンズ２５は、第１のレンズ３３に対向して配置されている。光ファイバ８、レンズ部１３を構成する第１のレンズ３３及び第２のレンズ２５、及び光電変換素子６１は、それぞれの中心軸が一致するように配列されている。

突部２６は、支持基板７の嵌合穴７０内を上面７ａから下面７ｂに向かって延びる一対の脚部２６１と、一対の脚部２６１の端部にそれぞれ形成された円弧状の係止部２６２とを有している。レセプタクル２は、突部２６の係止部２６２が支持基板７の下面７ｂに係止することにより、支持基板７に固定されている。

（配線基板４の構成）
図２は、配線基板４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、第１の突起２１及び第２の突起２２を二点鎖線で示している。

配線基板４は、基材４０の表面４０ａに例えば銅箔からなる導体パターン４３を形成してなる。図２（ａ）及び（ｂ）では、基材４０の表面４０ａのみに導体パターン４３が形成されているが、基材４０の裏面にも導体パターン４３が形成されていてもよい。

光電変換素子６１と半導体回路素子６２とは、ボンディングワイヤ９ａによって電気的に接続されている。半導体回路素子６２は、複数のボンディングワイヤ９ｂによって導体パターン４３に電気的に接続されている。本実施の形態では、導体パターン４３は、電源用、接地用、通信信号用、及び制御信号用の配線パターンを有し、それぞれのパターンがボンディングワイヤ９ｂを介して半導体回路素子６２に接続されている。

導体パターン４３の四隅には、光電変換素子６１及び半導体回路素子６２を実装する際の位置合わせを精度よく行うための認識マーク４５がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、認識マーク４５は四角形状であるが、種々の形状のものを用いることができる。

なお、配線基板４には、光電変換素子６１及び半導体回路素子６２の他に、コネクタやＩＣ（Integrated Circuit）、あるいは能動素子（トランジスタ等）や受動素子（抵抗器、コンデンサ等）などの電子部品を実装することが可能である。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の凹部４１は光電変換素子６１側に形成され、第２の凹部４２は半導体回路素子６２側に形成されている。第１の凹部４１及び第２の凹部４２はそれぞれ、周縁が導体パターン４３の端面４３ａによって形成されている。本実施の形態では、第１の凹部４１及び第２の凹部４２が、配線基板４の平面視において長方形状である。なお、第１の凹部４１及び第２の凹部４２の形状は、例えば台形状や円形状等であってもよい。

本実施の形態において、第１の凹部４１は、その周縁が導体パターン４３における互いに平行する端面４３ａ_１、及び端面４３ａ_２、ならびに端面４３ａ_１、及び端面４３ａ_２、に直交する端面４３ａ_３によって形成されている。第２の凹部４２は、その周縁が導体パターン４３における互いに平行する端面４３ａ_１１、及び端面４３ａ_１２、ならびに端面４３ａ_１１、及び端面４３ａ_１２、に直交する端面４３ａ_１３によって形成されている。

光結合部材１１は、第１の突起２１の外周面が第１の凹部４１における導体パターン４３の端面４３ａ_１，４３ａ_２，４３ａ_３に当接すると共に、第２の突起２２の外周面が第２の凹部４２における導体パターン４３の端面４３ａ_１１，４３ａ_１２，４３ａ_１３に当接することにより、第２のレンズ２５の焦点に光電変換素子６１の受発光部６１０が一致するように、精度よく位置決めされる。

配線基板４は、支持基板７に沿う第１領域４ａ、光結合部材１１に沿う第２領域４ｂ、及び第１領域４ａと第２領域４ｂとの間に形成された第３領域４ｃからなる。本実施の形態では、第１領域４ａは支持基板７に平行となるように配置され、第２領域４ｂは支持基板７に対して垂直となるように配置される。第３領域４ｃは、第１領域４ａと第２領域４ｂとの間で湾曲する。

配線基板４は、支持基板７に固定されたメスコネクタ６３（図１参照）に第１領域４ａの端部にあたる嵌合部４４が挟持されると共に、第１領域４ａと第２領域４ｂとの間の第３領域４ｃが弾性的に湾曲している。すなわち、第３領域４ｃが弾性的に湾曲することにより、第２領域４ｂが光結合部材１１に押し付けられる。

（光モジュール１の動作）
次に、図１を参照して光モジュール１の動作について説明する。ここでは、光電変換素子６１がＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ）であり、半導体回路素子６２がこの光電変換素子６１を駆動するドライバＩＣである場合を中心に説明する。

光モジュール１は、支持基板７から動作電源が供給されて動作する。この動作電源は、メスコネクタ６３及び配線基板４を介して光電変換素子６１及び半導体回路素子６２に供給される。また、半導体回路素子６２には、支持基板７からメスコネクタ６３及び導体パターン４３を介して、光ファイバ８を伝送媒体として送信すべき信号が入力される。半導体回路素子６２は、入力された信号に基づいて光電変換素子６１を駆動する。

光電変換素子６１は、レセプタクル２の第２のレンズ２５に向かってレーザ光を出射する。第２のレンズ２５に入射したレーザ光は支持基板７に平行な光束Ｆとなり、プラグ３の第１のレンズ３３に入射する。第１のレンズ３３に入射したレーザ光は光ファイバ８の端面８ａから光ファイバ８のコアに入射する。図１では、レーザ光の光軸Ｌと光束Ｆを二点鎖線で示している。

なお、光電変換素子６１が例えばフォトダイオードであり、半導体回路素子６２が受信ＩＣである場合には、光の進行方向が上記とは逆となり、光電変換素子６１が受信した光信号を電気信号に変換して半導体回路素子６２に出力する。半導体回路素子６２は、この電気信号を増幅し、配線基板４及びメスコネクタ６３を介して支持基板７側に出力する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に示す作用及び効果が得られる。

（１）光結合部材１１は、第１の突起２１と配線基板４の第１の凹部４１との係合、及び第２の突起２２と配線基板４の第２の凹部４２との係合によって配線基板４に対して位置決めされるため、光電変換素子６１と光結合部材１１との位置合わせを高精度に行うことができる。つまり、光電変換素子６１は認識マーク４５を基準として配線基板４の導体パターン４３に対して高精度に位置決めされ、第１の凹部４１及び第２の凹部４２はそれぞれ、周縁が導体パターン４３の端面４３ａによって形成されているので、第１の突起２１と第１の凹部４１との係合、及び第２の突起２２と第２の凹部４２との係合により、光電変換素子６１と光結合部材１１との位置合わせを高精度に行うことができる。

（２）光結合部材１１は、光電変換素子６１及び半導体回路素子６２が実装された側の面（基材４０の表面４０ａ）に形成された導体パターン４３の端面４３ａに係合する。すなわち、配線基板４は、第１の凹部４１及び第２の凹部４２と認識マーク４５とを同一面に有しているため、光結合部材１１と光電変換素子６１との位置合わせをより精度よくすることができる。

（３）光結合部材１１は、光ファイバ８の端部を収容する収容部３２と、光ファイバ８を伝搬する光を集光するレンズ部１３とを一体に有しているため、光ファイバ８の端面８ａとレンズ部１３との位置合わせを高精度に行うことができる。

（４）配線基板４は、弾性変形可能な可撓性を有するフレキシブル基板であり、弾性変形によって発生する復元力により基材４０が光結合部材１１に押し付けられているため、プラグ３をレセプタクル２に着脱する際の応力によりレセプタクル２が支持基板７に対して位置ずれしても、その位置ずれを吸収して第１の突起２１と第１の凹部４１との係合、及び第２の突起２２と第２の凹部４２との係合を維持することができる。

（５）配線基板４は、支持基板７に固定されたメスコネクタ６３に嵌合部４４が挟持されると共に、第２領域４ｂがレセプタクル２に対向することで第３領域４ｃが湾曲するので、配線基板４を湾曲させるためのガイド部材等の専用の部品を要しない。これにより、部品点数を削減し、光モジュール１を小型かつ低コストに構成することができる。

（変形例）
また、第１の実施の形態に係る光モジュール１は、例えば以下のように変形して実施することも可能である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態について説明したものと同一の機能を有する部材については共通する符号を付し、その重複した説明を省略する。

図３は、第１の実施の形態の変形例に係る光モジュール１Ａを示し、（ａ）は構造の一例を示した断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。

本変形例に係る光モジュール１Ａは、光結合部材１１Ａの第１の突起２１Ａ及び第２の突起２２Ａの形状が、第１の実施の形態に係る光結合部材１１の第１の突起２１及び第２の突起２２の形状と異なる。また、本変形例に係る配線基板４Ａは、その形状が第１の実施の形態に係る配線基板４の形状と異なる。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板４Ａの導体パターン４３Ａは、基材４０の表面４０ａに形成された第１の導体パターン４３１と基材４０の裏面４０ｂに形成された第２の導体パターン４３２とからなる。配線基板４Ａには、第１の導体パターン４３１によって形成された第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２が、光結合部材１１Ａと係合する係合部として形成されている。第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２は、導体パターン４３１の端面４３１ａを内面として含んでいる。

レセプタクル２Ａの第１の突起２１Ａは、図３（ｂ）に示すように、第１の貫通孔４０１を貫通する基部２１１と、基材４０の裏面４０ｂに接触する鍔部２１２とを一体に有している。鍔部２１２は、第１の貫通孔４０１から突出した基部２１１の先端部を熱で溶融させることにより形成される。

同様にして、図３（ｃ）に示すように、第２の突起２２Ａは、第２の貫通孔４０２を貫通する基部２２１と、基材４０の裏面４０ｂに接触する鍔部２２２とを一体に有している。鍔部２２２は、第２の貫通孔４０２から突出した基部２２１の先端部を熱で溶融させることにより形成される。

本変形例では、光結合部材１１Ａは、第１の突起２１Ａと配線基板４Ａの第１の貫通孔４０１との係合、及び第２の突起２２Ａと配線基板４Ａの第２の貫通孔４０２との係合によって、配線基板４Ａに対して位置決めされている。

次に、図４を参照して配線基板４Ａの形成過程を説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態の変形例に係る配線基板４Ａの形成過程を示す断面図である。

配線基板４Ａの形成過程は、基材４０の表面４０ａに第１の銅箔４３１ｂを形成すると共に、裏面４０ｂに第２の銅箔４３２ｂを形成する第１過程と、第１の銅箔４３１ｂの一部を除去して第１の導体パターン４３１を形成すると共に、第２の銅箔４３２ｂの一部を除去して第２の導体パターン４３２を形成する第２過程と、第１の銅箔４３１ｂが除去された除去部分４３１ｃにレーザ光を照射することにより基材４０を照削する第３過程とを有している。以下、第１〜第３過程について、より詳細に説明する。

第１過程では、図４（ａ）に示すように、基材４０の表面４０ａに第１の銅箔４３１ｂを、裏面４０ｂに第２の銅箔４３２ｂを、例えば接着、蒸着、又は無電解メッキ等によってそれぞれ形成する。本変形例では、第１の銅箔４３１ｂ及び第２の銅箔４３２ｂの厚みが例えば７５μｍであり、基材４０の厚みが例えば５０μｍ〜１００μｍである。

第２過程では、図４（ｂ）に示すように、エッチングによって第１の銅箔４３１ｂの一部を除去し、第１の導体パターン４３１及び複数（本変形例では２つ）の除去部分４３１ｃを形成する。同様に、エッチングによって第２の銅箔４３２ｂの一部を除去し、第２の導体パターン４３２及び複数（本変形例では２つ）の除去部分４３２ｃを形成する。

第１の銅箔４３１ｂが除去された除去部分４３１ｃと第２の銅箔４３２ｂが除去された除去部分４３２ｃとは、基材４０を介して対向している。第２の銅箔４３２ｂが除去された除去部分４３２ｃの面積は、第１の銅箔４３１ｂが除去された除去部分４３１ｃの面積よりも大きく、配線基板４Ａを裏面４０ｂ側から見た場合に、第２の銅箔４３２ｂが除去された除去部分４３２ｃが第１の銅箔４３１ｂが除去された除去部分４３１ｃの全体を含むように形成されている。

第３過程では、第１の銅箔４３１ｂが除去された２つの除去部分４３１ｃの範囲において、基材４０の表面４０ａに対してレーザ光を照射し基材４０を表面４０ａから裏面４０ｂにかけて照削する。レーザ光は、例えばエキシマレーザやＵＶレーザ（紫外線レーザ）を用いることができる。以上により、第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２を形成することができる。

本変形例では、第１の実施の形態の（１）〜（５）の作用及び効果の他に、以下の作用及び効果がある。

第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２は、第１の銅箔４３１ｂをレジスト膜として用いて基材４０にレーザ光を照射して形成されるため、高精度な貫通孔として形成することができる。

また、第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２は、第１の導体パターン４３１の端面４３ａを内面として含み、基材４０を貫通するため、第１の突起２１Ａ及び第２の突起２２Ａとの係合深さが深くなる。これにより、光電変換素子６１と光結合部材１１との位置合わせをより確実に行うことができる。さらに、第１の実施の形態に比べて、第１の銅箔４３１ｂ及び第２の銅箔４３２ｂの厚みを薄くしても、第１の突起２１Ａ及び第２の突起２２Ａとの係合を確実にすることができる。

また、光モジュール１Ａは、裏面４０ｂに第２の導体パターン４３２が形成されているため、例えば第２の導電パターン４３２をグランドパターンとすることにより高周波信号への対応も容易となる。さらに、導体パターン４３Ａは、第１の導体パターン４３１及び第２の導体パターン４３２の二層配線からなるため、一層配線に比べて放熱効率が向上する。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュール１Ｂの一例を示す断面図である。

本実施の形態に係る光モジュール１Ｂは、配線基板４Ｂの形状が第１の実施の形態に係る配線基板４の形状と異なり、それ以外の構成は第１の実施の形態に係る光モジュール１の構成と同様である。

配線基板４Ｂは、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施した板状の基材４０Ａの表面４０Ａａに導体パターン４３を形成した平板状のガラスエポキシ基板である。図５では、導体パターン４３は基材４０Ａの表面４０Ａａ側にのみ形成されているが、裏面４０Ａｂ側にも導体パターン４３が形成されていてもよい。

本実施の形態では、配線基板４Ｂは、嵌合部４４が支持基板７に対して垂直な方向からメスコネクタ６３に嵌合している。メスコネクタ６３に収容された複数の接続端子６３０は、その一端が導体パターン４３に接続され、他端が支持基板７の上面７ａに実装された図略の電極に接続されることにより、配線基板４Ｂと支持基板７の電極とが電気的に接続されている。

第１の凹部４１及び第２の凹部４２は、配線基板４Ｂのレセプタクル２との対向面（表面４０Ａａ）に設けられている。より具体的には、第１の凹部４１は光電変換素子６１側に配置され、第２の凹部４２は半導体回路素子６２側に配置されている。つまり、光電変換素子６１は、第１の凹部４１と第２の凹部４２との間に実装されている。

光結合部材１１は、第１の突起２１と、周縁が導体パターン４３の端面４３ａによって形成された第１の凹部４１との係合、及び第２の突起２２と、周縁が導体パターン４３の端面４３ａによって形成された第２の凹部４２との係合によって配線基板４Ｂに対して位置決めされている。なお、基材４０Ａにレーザ光を照射して貫通孔を形成し、第１の突起２１及び第２の突起２２を貫通孔に係合させてもよい。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１）〜（３）の作用及び効果の他に、以下の作用及び効果がある。

本実施の形態に係る配線基板４Ｂの基材４０Ａは硬質な材質からなるため、その剛性によって光結合部材１１の第１の突起２１が配線基板４Ｂの第１の凹部４１に係合すると共に、第２の突起２２が配線基板４Ｂの第２の凹部４２に係合した状態を維持することができ、光結合部材１１と光電変換素子６１との位置決めを高精度に行うことができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］導体パターン（４３，４３Ａ）が形成された基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）と、前記基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）に実装された光電変換素子（６１）と、前記光電変換素子（６１）と光ファイバ（８）とを光学的に結合する光結合部材（１１，１１Ａ）とを備え、前記基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）は前記導体パターン（４３，４３Ａ）によって係合部（第１の凹部４１，第２の凹部４２／第１の貫通孔４０１，第２の貫通孔４０２）を形成し、該係合部（第１の凹部４１，第２の凹部４２／第１の貫通孔４０１，第２の貫通孔４０２）と前記光結合部材（１１，１１Ａ）とを係合させることにより、前記光結合部材（１１，１１Ａ）を前記基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）に対して位置決めする光モジュール（１，１Ａ，１Ｂ）。

［２］前記係合部（第１の凹部４１，第２の凹部４２）は、その周縁が前記基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）の前記光電変換素子（６１）が実装された側の面（表面４０ａ，４０Ａａ）に形成された前記導体パターン（４３，４３１）の端面（４３ａ，４３１ａ）によって形成されている、［１］に記載の光モジュール（１，１Ａ，１Ｂ）。

［３］前記係合部（第１の貫通孔４０１，第２の貫通孔４０２）は、前記導体パターン（４３１）の端面（４３１ａ）を内面として含み、前記基板（配線基板４Ａ）を貫通する貫通孔（第１の貫通孔４０１，第２の貫通孔４０２）である、［１］に記載の光モジュール（１Ａ）。

［４］前記光結合部材（１１，１１Ａ）は、前記光ファイバ（８）の端部を収容する収容部（３２）と、前記光ファイバ（８）を伝搬する光を集光するレンズ部（１３）とを有する、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の光モジュール（１，１Ａ，１Ｂ）。

［５］前記基板（配線基板４，４Ａ，４Ｂ）は、支持部材（支持基板７）に固定されたコネクタ（メスコネクタ６３）に一端部（嵌合部４４）が挟持され、前記光結合部材（１１，１１Ａ）は、前記支持部材（支持基板７）に形成された嵌合穴（７０）に嵌合する突部（２６）を有する、［１］乃至［４］の何れか１項に記載の光モジュール（１，１Ａ，１Ｂ）。

［６］前記基板（配線基板４，４Ａ）は、弾性変形可能な可撓性を有するフレキシブル基板であり、弾性変形によって発生する復元力により前記光結合部材（１１，１１Ａ）に押し付けられている、［１］乃至［５］の何れか１項に記載の光モジュール（１，１Ａ）。

［７］前記基板（配線基板４，４Ａ）は、支持部材（支持基板７）に固定されたコネクタ（メスコネクタ６３）に一端部（嵌合部４４）が挟持されると共に、前記支持部材（支持基板７）に沿う第１領域（４ａ）と前記光結合部材（１１，１１Ａ）に沿う第２領域（４ｂ）との間が弾性的に湾曲した、［６］に記載の光モジュール（１，１Ａ）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、光結合部材１１のレンズ部１３がプラグ３に設けられた第１のレンズ３３、及びレセプタクル２に設けられた第２のレンズ２５の２つのレンズから構成されている場合について説明したが、これに限らず、レセプタクル２側にのみレンズが設けられていてもよい。

また、上記実施の形態では、光結合部材１１に第１の突起２１及び第２の突起２２が形成され、配線基板４に第１の凹部４１及び第２の凹部４２が設けられた場合について説明したが、これに限らず、例えば光電変換素子６１及び半導体回路素子６２を囲むように４つの凹部が形成され、４つの凹部に係合する４つの突起が光結合部材１１に形成されていてもよい。すなわち、光結合部材１１側の突起及び配線基板４側の凹部の数に制限はない。

また、上記実施の形態では、光結合部材１１側に第１の突起２１及び第２の突起２２が形成され、配線基板４側に第１の凹部４１及び第２の凹部４２が設けられた場合について説明したが、これに限らず、光結合部材１１側に凹部を形成し、配線基板４側に突起を設けてもよい。

また、上記実施の形態では、支持基板７に１つの光モジュール１を実装した場合について説明したが、これに限らず、支持基板７に複数の光モジュール構造を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、レーザ光によって基材４０を照削した場合について説明したが、これに限らず、ダイシング等の機械加工によって基材４０を照削してもよい。機械加工の場合、レーザ光による加工よりも低コストで第１の貫通孔４０１及び第２の貫通孔４０２を形成することが可能である。

また、上記実施の形態では、光モジュール１に対して１本の光ファイバ８が装着されていた場合について説明したが、これに限らず、複数の光ファイバ８が装着されるように光モジュール１を構成してもよい。

また、上記実施の形態では、配線基板４に光電変換素子６１及び半導体回路素子６２が１つずつ搭載されていた場合について説明したが、これに限らず、複数の光電変換素子６１及び複数の半導体回路素子６２が搭載されていてもよい。

また、光モジュール１を構成する各部材の材質も、上記実施の形態に記載したものに限らない。

１，１Ａ，１Ｂ…光モジュール、２，２Ａ…レセプタクル、３…プラグ、４，４Ａ，４Ｂ…配線基板（基板）、４ａ…第１領域、４ｂ…第２領域、４ｃ…第３領域、７…支持基板（支持部材）、７ａ…上面、７ｂ…下面、８…光ファイバ、８ａ…端面、９ａ，９ｂ…ボンディングワイヤ、１１，１１Ａ…光結合部材、１３…レンズ部、２０…本体部、２０ａ…端面、２１，２１Ａ…第１の突起、２２，２２Ａ…第２の突起、２３…収容穴、２３ａ…段差面、２４…収容空間、２５…第２のレンズ、２６…突部、２７…固定部、３１…本体部、３１ａ，３１ｂ…端面、３２…収容部、３３…第１のレンズ、４０，４０Ａ…基材、４０ａ，４０Ａａ…表面、４０ｂ，４０Ａｂ…裏面、４１…第１の凹部（係合部）、４２…第２の凹部（係合部）、４３，４３Ａ…導体パターン、４３ａ，４３ａ_１，４３ａ_２，４３ａ_３，４３ａ_１１，４３ａ_１２，４３ａ_１３…端面、４４…嵌合部、４５…認識マーク、６１…光電変換素子、６２…半導体回路素子、６３…メスコネクタ（コネクタ）、７０…嵌合穴、２１１，２２１…基部、２１２，２２２…鍔部、２３１…第１筒部、２３２…第２筒部、２６１…脚部、２６２…係止部、２７１…延在部、２７２…係止部、４０１…第１の貫通孔（係合部）、４０２…第２の貫通孔（係合部）、４３１…第１の導体パターン、４３１ａ…端面、４３１ｂ…第１の銅箔、４３１ｃ…除去部分、４３２…第２の導体パターン、４３２ｂ…第２の銅箔、４３２ｃ…除去部分、６１０…受発光部、６３０…接続端子、Ｆ…光束、Ｌ…光軸

Claims

導体パターンが形成された基板と、
前記基板に実装された光電変換素子と、
前記光電変換素子と光ファイバとを光学的に結合する光結合部材とを備え、
前記基板は前記導体パターンによって係合部を形成し、
該係合部と前記光結合部材とを係合させることにより、前記光結合部材を前記基板に対して位置決めする
光モジュール。
前記係合部は、その周縁が前記基板の前記光電変換素子が実装された側の面に形成された前記導体パターンの端面によって形成されている、
請求項１に記載の光モジュール。
前記係合部は、前記導体パターンの端面を内面として含み、前記基板を貫通する貫通孔である、
請求項１に記載の光モジュール。
前記光結合部材は、前記光ファイバの端部を収容する収容部と、前記光ファイバを伝搬する光を集光するレンズ部とを有する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光モジュール。
前記基板は、支持部材に固定されたコネクタに一端部が挟持され、
前記光結合部材は、前記支持部材に形成された嵌合穴に嵌合する突部を有する、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光モジュール。
前記基板は、弾性変形可能な可撓性を有するフレキシブル基板であり、弾性変形によって発生する復元力により前記光結合部材に押し付けられている、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の光モジュール。
前記基板は、支持部材に固定されたコネクタに一端部が挟持されると共に、前記支持部材に沿う第１領域と前記光結合部材に沿う第２領域との間が弾性的に湾曲した、
請求項６に記載の光モジュール。